塑料包裝多層復合阻隔技術(shù)

為了提高塑料的阻隔性能，近年來(lái)，業(yè)界一方面在研究開(kāi)發(fā)新型高阻隔性塑料，另一方面則是對現有的塑料包裝材料進(jìn)行改性。由于多層復合、共混、表面鍍覆、表面涂布和拉伸取向等阻隔技術(shù)的迅速推廣，使塑料包裝材料的阻隔性能得到了很大的提高。其中，復合包裝膜就是塑料包裝中最有活力、發(fā)展最快的一類(lèi)包裝材料，代表著(zhù)當今塑料包裝材料的發(fā)展方向。由于多層復合結構中的各組分均為連續相，可以通過(guò)濕式復合、干式復合、共擠出復合等方法進(jìn)行生產(chǎn)加工。
1、多層干式復合
干式復合又稱(chēng)干法復合。即在塑料薄膜上涂布一層溶劑型膠黏劑（分單組分熱熔型膠黏劑和雙組分反應型膠黏劑），經(jīng)過(guò)復合機烘道使溶劑揮發(fā)而干燥，再在熱壓狀態(tài)下與其他復合材料黏結，形成平滑的復合材料。目前幾乎所有的薄膜均可用干式復合進(jìn)行生產(chǎn)加工。復合薄膜綜合了各層膜的優(yōu)良性能，如防潮性、阻隔性、耐熱性及熱封性等，從而可滿(mǎn)足各種商品的包裝需要。
在干式復合生產(chǎn)工藝中，膠黏劑是影響復合薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。干式復合所使用的膠黏劑大都為溶劑型，如聚氨酯、改性聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯和天然橡膠等膠黏劑。其中聚氨酯型膠黏劑具有優(yōu)良的綜合性能，其彈性好，耐低溫、耐煮沸，柔韌性、強度、耐老化性突出，在較寬的溫度和濕度范圍內長(cháng)期應用不產(chǎn)生剝離，有良好的耐熱性和耐化學(xué)介質(zhì)性，對蒸煮、加熱殺菌、熱成型和熱封合均有出色的耐受性，對各種材料又具有優(yōu)良的粘接力，是復合薄膜生產(chǎn)所使用的主要膠種，且一般都采用雙組分溶劑型膠黏劑。
選擇膠黏劑要根據被包裝物的性質(zhì)（如冷凍還是蒸煮，食品還是非食品等條件）來(lái)決定。在復合前，首先將膠黏劑溶液均勻地涂布于薄膜表面，然后送入熱烘道除去溶劑，再經(jīng)復合輥在一定溫度和一定壓力下與另一層薄膜復合。目前，也流行分散型膠黏劑，如將改性聚烯烴在溶劑中的懸浮液對聚烯烴和鋁箔等極性材料進(jìn)行復合。溶劑型和分散型膠黏劑的共同點(diǎn)是在涂布機中涂布時(shí)為液體，涂布后必須消耗大量的能量以除去水分或溶劑，容易帶來(lái)空氣污染，且成本較高，因此，無(wú)溶劑膠黏劑是今后的發(fā)展趨勢。
多層干式復合最早用于生產(chǎn)阻隔包裝，是利用具有高阻隔性能材料與低廉的其他包裝材料復合，該工藝可利用傳統的阻隔材料——鋁箔，除鋁箔之外阻隔材料還可選擇鍍膜、涂膜或其他中高阻隔性薄膜（如PDVC膜、PA膜、EVOH膜）。其結構常常是外層BOPP、BOPET，中阻隔層可為PA、PDVC、EVOH或鋁箔，內熱封層為CPP，若不需要耐高溫也可用PE，相互之間用膠黏劑黏合。
干式復合膜的阻隔性能與用膜、膠黏劑有關(guān)。復合的基膜表面必須清潔、干燥、平整、無(wú)灰塵、無(wú)油污，對非極性、表面致密光滑的聚烯烴材料還要事先進(jìn)行電暈處理。而鋁箔作為復合基材，要求針孔要少，且針孔孔徑盡可能小，在復合前還往往要清除鋁箔加工中殘留的油脂。
2、多層共擠復合
多層共擠復合與干式復合相比起步較晚，但其有節省原材料、原材料可多樣化、適應環(huán)保要求、不用有毒膠黏劑等優(yōu)點(diǎn)，而且阻透效果十分理想，并隨著(zhù)層數的增加效果越好，各層間聚合物結合良好。
目前復合層數已發(fā)展到十幾層以上，在包裝膜、中空容器上都有應用。
PVDC與PS、HIPS、PP等樹(shù)脂的多層共擠出物，可用于奶制品、果醬等的真空包裝；PVDC與PE、PVC的復合片材適用于崩解快、易潮解、易揮發(fā)藥品的包裝。英國B(niǎo)ass公司和美國的Miller公司利用多層共擠出方法制得的PET/EVOH/PET包裝材料用于啤酒的包裝，其阻隔性能良好，啤酒的保質(zhì)期可達到6~9個(gè)月。
共擠出復合工藝是采用兩臺或數臺擠出機將各種不同功能的樹(shù)脂分別熔融擠出，通過(guò)各自的流道在模頭內或模頭外匯合，再經(jīng)吹脹、冷卻復合在一起。該工藝不僅大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，而且用料少，同時(shí)可降低原料消耗和生產(chǎn)成本；采用此工藝生產(chǎn)相同結構的復合包裝材料比其他工藝可以節省30%的生產(chǎn)成本。
共擠復合是把兩種以上的材料在熔融狀態(tài)下在一個(gè)模頭內復合熔接在一起，由于阻隔材料和熱封材料相容性一般都很差，因此必須首先考慮選擇好溶劑。如在共擠復合尼龍-6同低密度聚乙烯的復合膜時(shí)，用Bynel樹(shù)脂，使用3臺擠出機共用一個(gè)復合模頭，便可擠出尼龍/Bynel/LDPE三層結構復合膜。
目前典型的復合膜結構為：主要受力層/阻隔層/熱封層/可剝離層。主要受力層為PS、HIPS、PP、PET等，阻隔層為EVOH、PA、PVDC等，熱封層為HDPE、LDPE、LLDPE、CPP等，可剝離層為PP等。相鄰層之間如樹(shù)脂相容性差需加粘接層。根據不同用途，用不同的材質(zhì)制成不同結構的復合膜，常用的有以下幾種：PET/PVDC/PE，OPP/PVDC/EVA，PVDC/PET/PE，EVOH/PVDC/EVA，PVC/PVDC/EVA，NY/EVA/PVDC/EVA等。